Теперь исследовательская группа Луиса Тейшейры изучила генетическую изменчивость штаммов Wolbachia и обнаружила, что бактерии, которые обеспечивают более сильную защиту от вирусов, разрастаются до более высоких концентраций и часто сокращают продолжительность жизни хозяина. Эти результаты помогают понять эволюцию Wolbachia в природе и открывают путь к идентификации лучших штаммов, которые будут использоваться для биоконтроля болезней, распространяемых комарами.
Эта работа опубликована в последнем выпуске журнала PLOS Genetics.С начала 20 века в лаборатории собирают и анализируют разные линии плодовых мух, что позволило идентифицировать пять штаммов Wolbachia. В настоящее время преобладающие штаммы уже не те, что существовали в начале прошлого века, хотя более поздние все еще сохраняются. Команда Луиса Тейшейры предложила изучить эти пять штаммов Wolbachia и посмотреть, как они ведут себя с точки зрения противовирусной защиты.
Исследователи проверили смертность плодовых мушек при заражении двумя вирусами: вирусом Drosophila C и вирусом Flock House. Как и ожидалось, все мухи, несущие разные варианты Wolbachia, выжили лучше, чем мухи, у которых не было Wolbachia.
Но исследователи обнаружили, что некоторые варианты обеспечивали более высокую защиту от вирусной инфекции, чем другие. Затем исследовательская группа исследовала, могут ли варианты Wolbachia иметь «биологическую цену» для плодовых мушек при отсутствии вирусной инфекции. Их результаты показали, что варианты, которые обеспечивают более сильную противовирусную защиту, реплицируются больше и достигают более высоких концентраций у мух, чем другие штаммы Wolbachia. В результате плодовые мушки, несущие некоторые из наиболее защитных штаммов Wolbachia, будут иметь более короткую продолжительность жизни.
Эти результаты предполагают, что заражение бактериями, обеспечивающими более надежную защиту от вирусов, для организма-хозяина дорого обходится.Основываясь на генетических исследованиях, группа исследователей установила филогению штаммов Wolbachia и обнаружила, что наиболее защищающие штаммы более тесно связаны с наиболее распространенными в начале 20 века. Существующие в настоящее время штаммы менее эффективны, но более безопасны для своего хозяина, плодовой мухи, что позволяет им жить дольше.
Кроме того, анализ последовательностей ДНК позволил идентифицировать предполагаемые гены, которые могут играть роль в репликации Wolbachia и защите от вирусов.Эва Хростек, аспирант лаборатории Тейшейры и первый автор этого исследования, говорит: «Мы обнаружили, что некоторые из наиболее защищающих вариантов Wolbachia снижают выживаемость их хозяев, предполагая, что может существовать компромисс между защитой, опосредованной вирусом. симбиотические бактерии и другие компоненты фитнеса. В целом, мы можем лучше понять, как Wolbachia развивается в природе ».
Луис Тейшейра добавляет: «Наши результаты могут быть использованы в исследованиях, которые в настоящее время проводятся для предотвращения передачи лихорадки денге между людьми путем введения в природу комаров, инфицированных Wolbachia. Лучше зная генетическую изменчивость вариантов Wolbachia, можно использовать более эффективный штамм. в этой стратегии биоконтроля. Более того, эта работа помогает предсказать эволюцию Wolbachia в этих измененных популяциях комаров ».